YÜZME HAVUZLARI

Yüzme havuzları çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir :

1. Yapılarına göre

• Açık yüzme havuzları

• Kapalı yüzme havuzları

2. Kullanan çevreye göre

• Umuma ait havuzlar

• Özel ev havuzları

3. Suyun cinsine göre

• Tatlı su bulunduran

• Deniz suyu bulunduran

4. Havuzun kullanım amacına göre

• Olimpik ölçülerde spor ve yüzme havuzu (50 m. uzunluğunda)

• Sportif çalışma amaçlı yüzme havuzu (25 m. uzunluğunda)

• Turistik veya umuma ait açık yüzme havuzu (Çeşitli şekil, en ve boylarda)

• Özel, ev yüzme havuzu büyükler için (Çeşitli şekil, en ve boylarda)

• Özel, ev yüzme havuzu çocuklar için (Sığ, çeşitli şekil, en ve boylarda)

• Süs havuzu

• Su ve ışık oyunları havuzu

• Şok havuzu ve tedavi havuzu

• Jacuzzi "sıcak ve soğuk su masaj küveti"

5. Havuzun taşma sistemine göre

• Üstten taşma, yandan savaklı veya her ikisi karışık uygulanmış. (Denge tankından

alınan suyun havuza basılması sureti ile taşma sağlanan tipler)

• Skimmerli (Satıh sıyırma pencereli) havuzlar 6. Havuzun inşa tarzına göre

• Betonarme gövdeli havuzlar

• Prefabrik plakalarla oluşturulan hazır havuzlar

• Çelik karkas ve gövdesi içerisine vinil denilen muşamba kaplanmış hazır havuzlar.

1

HAVUZU YERLEŞTİRİRKEN ARANAN HUSUSLAR

Havuz büyüklüğünün tayin edilmesi; Havuzun büyüklüğünü belirleyen en önemli

faktör bu havuzun kullanım sırasında ulaşabileceği en kalabalık kişi sayısıdır. Ancak; havuzu

kullanan maksimum sayıda kişiye göre plan yapmak her zaman en iyi seçim olmayacaktır.

Olimpik Havuzlar

Uzunlukları tam 50 m olmalıdır. Yüzme yarışlarının bitiş sürelerini belirleyen tabloya

ikaz gönderen dokunma panelleri l cm kalınlıkta olduğundan, bu paneller için havuzlar 50,02

m. boyunda yapılırlar. Genişlikleri ise her biri 2.5 m olan kulvar sayısına göre tespit edilir.

Kulvarlardan sonra, her iki uzun kenar boyunca 75 ile 125 cm genişlikte serbest boşluk

bırakılmalıdır. Olimpik havuzlarda kulvar sayısı 8 ile 10 arasındadır. 9 kulvarlı olimpik

havuz:

9 x 2.50 x + 2 x l .25 = 25.00 metre genişliğinde olur. Su topu oynanan havuzlarda

FİNA'nın tespit ettiği derinlik yeniden incelenecek ve belki de daha derinleştirilebilecektir.

Tramplen veya kuleden atlama yapılacak havuzlarda özel emniyet derinlikleri bulunmalıdır.

Yün Olimpik Havuzlar

Boyları 25.00 m olan bu havuzlar daha ziyade çalışma havuzlandır. Kulvar

genişlikleri 2.5 m dir.

Şekil 1. Yüzme Havuzları İçin Tahsis Edilen Alan Seçimi

Orta dereceli okul havuzları için kulvar genişliği 2.00 m kabul edilebilir. Kulvar sayısı

4 ile 6 olabilir.

2

Büyük Şehir Havuzları

Bir mahalle veya site gibi yerleşim yerlerine ait havuzlar, burada yaşayanların 30 ile

35'i havuza girecekmiş gibi kabul edilerek havuz büyüklüğü hesap edilir.

Örnek olarak 60 evlik site:

Site kişi sayısı: 60 x 5 = 300 ki§i

Havuzdan faydalanma oranı; %35

Havuzdan faydalanan kişi sayısı: 0,35 x 300 = 105

Havuz alanı: 105 kişi x 2,5 m² / kişi = 262.5 m'

Havuzun uzunluğu 25 m seçilirse,

Havuzun en az genişliği: (262.5/25) - 10.5 rn olabilir.

Bir arsada yüzme havuzlan için bir alan tahsis edilirken

Örnek:

Su sathı 550 m2 olan kapalı havuzun etrafındaki saha için oran 0.75'tır. K=0.75

HEA = 0.75 x 550 ^ 412,5 TTT olmalıdır.

Aynı ebattaki havuz açık olursa K = 1.25 bulunacaktır.

Yani HEA = 1.25 = 550 = 687,5 m3 hesaplanır.

Notlar:

1. Etrafında yüksek bina ve ağaç varsa, gölgesinden kaçınılmalıdır. Güneşli saatlerde

havuzun suyu ısınacaktır. Ancak çok sıcak iklimli yörelerde suyun serinletilmesi için çareler

aranmalıdır,

2. Hakim rüzgarın yönü, tercihan havuzun uzun eksenine dik yönde olmalıdır. Aksine

mecburiyet varsa taşına sisteminin skimmerli seçilmesi tavsiye olunur.

3. Havuz yakınında çok tozlu bölgeler bulunmamalıdır.

4. Yakınında yaprak döken ağaç, ufalanan çiçek vs. mümkün mertebe az olmalıdır.

5. Havuzu etkisi altına alan baca dumanlan ve kurum bulunmamalıdır.

6. Havuz tercihen tabii bir akışla boşalabilmelidir. Makina dairesinin ve havuz dibinin

kotu tabii boşalmaya imkan vermelidir.

Aksi halde havuz ya skimmerli seçilmeli ya da denge tankının taşma borusu,

kanalizasyona tabiî olarak akabilecek kotta bulunmalıdır.

Havuzun üstten taşmalı veya yandan savaklı olmasında ısrar ediliyorsa denge tankı

tam kapalı tipte inşa edilmeli ve tankın menhol'ü havuz taşma seviyesinde olmalıdır.

3

Havuzun Boşaltılması

Çok zaruri ise, pompa ile boşaltma şekli düşünülecektir. Fakat en gerekli anda

pompayı çalıştıran elektrik akımının kesilebileceği unutulmamalıdır. Üstten taşmalı veya

yandan savaklı yüzme havuzlarında havuza yağan yağmur suları denge tankında toplanaca-

ğından, denge tankının havuz filtreleme odasına taşmaması sağlanmalıdır*

HAVUZ İNŞAATI VE BUNA BAĞLI TESİSAT İLE İLGİLİ ARAŞTIRILMASI

GEREKLİ HUSUSLAR

• Havuzun suyu tabii akışla boşaltılabiliyor mu? Kanalizasyonla bağlantı doğrudan

kurulamıyor ve kot kurtarmıyorsa, havuzun filtreleme sırkülatör pompaları ile su

boşaltılabilir.

• Havuzun kullanma maksadı gözönüne alınarak filuotrin büyüklükleri ve sayısı

tespit olunmalı ki, makina sinin ebadı tayin edilebilsin.

• Havuzun taşma sistemi kesinleştirilmen, denge gerekli ise bu tanka yer

bulunmalıdır.

• Havuz makina dairesinin yüksekliği havuzun filtre y sekliğine bağlıdır. Çok zaruri

olmadıkça havuzun daireleri yüksek tavanlı olmalıdır.

Havuzun kullanma maksadı ve ait olduğu

yer

Filtre veya filtrelerin maksimum çapı

(mm)

Havuz makine dairesi minimum yüksekliği

(m)

Ev, küçük otel 650 950 1.80 (insan2.00 boyu)

Orta büyüklükte havuzlar 950 1250 2.2C 2.4C

Büyük havuzlar 950 2.40

Olimpik havuzlar 1600 2.SC

Tablo 1.

• Havuzun suyu ısıtılacak mı? Isıtılacaksa imkanlar nedir? Binada havuzun ihtiyacını

karşılayacak 90/70 0C kalorifer suyu mevcut ise bir galeri veya kanaldan binanın kazan öne

ile havuz makina dairesi arasında irtibat kurulabiliyor mu?

• Havuz suyu serinletilecek mi?

• Sıcak iklimli bölgelerde açık yüzme havuzlarının S gündüzleri çok ısınabilir.

Isıtmadakinin benzeri bir sistemle bir "Chiller Unit'* soğutucu gruptan gelen su ile suyu

serinletilebilir.

4

Yüzme Havuzlarında Kullanılan Tek Kuvarz Kumlu Polyester Gövdeli Filtrelerin

Ölçüleri

Şekil 2. Filtre Ölçüleri

Filtre NoBoyutlar Çapı d

(mm)350 450 500 650 600 350 1250 1600

A 640 555 595 665 315 Küresel Vanalar

B 470 385 425 455 615 600 1065 1270

G 350 205 305 345 380 380 380 470

E 300 300 300 400 400 Küresel Vanalar

F 620 550 680 760 920 920 1475 175Û

G S25 605 735 810 980 980 1525 1800

H B85 665 795 87ü 1040 1040 1 650 1920

Bağlantı Çapları 1 1/2" 1 1/2" 1 1/2" 2* 2" 21/2" 3" 4"

Filtre Çapı 350 450 500 650 800 950 1250 1600

Kapasite 50 m/h 4.8 8 10 16 25 35 60 100

Filtreleme HızıFideleme Alanı m* 0.096 0.159 0.196 0.332 0.503 0.709 1.23 2.01

Bağlantılar inch 1 1/2" 1 1/2" 1 V2" 2" 2" 21/2" 3" 411

Vana Tipi 6 Yollu Vana Küresel Vanalı

Kum Miktarı kg 50 Es 105 190 325 460 1450 2800

Kumsuz Ağırlığı kg 15 20 25 40 56 70 150 250

Ambalaj Hacmi nf 0.25 0.34 046 0.82 1.31 1.24 3.20 6.70

Tablo 2. FİLTRE ÖLÇÜLERİ

Denge Tankı

Havuzların üstten [aşmalı veya yandan savaklı olmaları halinde Denge Tankı

"Reserve Tank” gereklidir.

5

Bu tanklar havuzdan taşan suların tabii olarak toplanabileceği bir alt kotta ve tercihen

havuz filtreleme odasının bir kenarında inşa edilmelidir.

Yine öncelikle betonarme gövdeli tercih edilmekle beraber polyester veya paslanmaz

çelik 304 kalite sacdan mamul gövdeli de yapılabilir.

Denge tankları 2 nişten küçük hacimli olmamalıdır.

Havuz su alanına göre yapılan denge tankı hesabı:

Havuzun kullanım yeri Denge Tankı Hacmi Katsayısı (K)

Havuz Alanı S, m2

Denge tankı Hacmi V:nV V = K.S

Özel ev, jakuzi havuzları 0.06

Apartman müşterek, site, 4 yıldızlı otel

0.07

Olimpik havuzlar 0.08Tablo 3.

Filtrelemede devrettirilen toplanı su debisine göre denge tankı hesabı:Qt: Toplam debi (m3/saal)Vh : Havuzun hacmi |W)n : Havuzun tüm suyunun filtrelenerek devretme süresi (saat)Qt= Vh / nn süresinin tayını:* Özel ev havuzları: 8 saat* Apartman, müşterek site, 4 yıldızlı otel/ tatil köyleri: 5 - 6 saat* Olimpik havuzlar, 5 yıldızlı otellerin havuzları: 4 saat

Yukarıdaki bilgilerle denge tankının hacminin(VD) hesaplanması :

Stommer

Havuz su sathı sıyırıcısı,

• Denge tankı inşaatına müsait olmayan havuzlarda

• Su seviyesinin havuz içerisinde biraz aşağıda kalması bilhassa istendiğinde; örnek

olarak kapalı yüzme havuzlarında

• Daha ekonomik çözüm arayışında tercih edilebilir,

Skimmerler havuz alanının her 25 m²'sine bir adet konulmalıdır.Bununla beraber tam

sayı havuzun şekli île ve toplam su debisine bağlı olarak hesaplanıp konacaktır.

HAVUZ MAKİNA DAİRELERİ

Minimum net ölçü (Metre) olarak, galeri genişlikleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

6

Özelev havuzu

Apartman, site havuzları

Olimpik havuz, 5 yıldızlı otel havuzu

Havuzun max. su hacmi (m3)

Su devir süresi 8

saat

Su devir süresi 6 saat Su devir süresi 4 saat

50 0.65 0.70 0,75

300 0.75 0,87 0.90

600 0.35 1.00 1.10

1000 0,95 1.10 1.20

2000 1.10 1.20 1.25

3000 1.25 1.30 1,35

Tablo 4.

Tablo 5.Havuz Filtreleme dairelerinin büyüklüğü yukarıdaki tabloda verilmiştir.

Havuz denge tanklı ise:

Hesaplanmış denge tankının hacmi (VD):

Denge tankının yükseldiği (HD) = l .5 m

Denge tankının net alanı (SD) = VD/1.5 m2 olacaktır.

Duvar kalınlıkları ilave edilecektir.

Notlar:

1. Havuz makina daireleri yüksek tavanlı ve ferah yerler olmalıdır. Varsa galeriler de

geniş ve yeterince yüksek olmalıdır.

2. Makina dairesine çok rahat ulaşılabilmelidir. Gemici merdiveni ile giriş seçimi ise

son çare olmalıdır.

Havuzun max. su hacmi (ma)

Özel 9v havuzu Umumi havuzlar

Apartman/Site Olimpik havuz/5 yıldızlı otel

m! en boy h m2 en boy h m2 en boy h

50 2.5 2 1.25 1.8 2.9 2.2 1.3 1.8 3 2 1.5 2

150 3 2 1,5 T, 8 3,5 2.2 1.6 1.8 6.4 3.2 2 2

300 5.4 3 1.8 1.8 12 4 3 2.2 25 5.5 4.5 2.4

600 8.8 4 2.2 1.8 20.8 5.2 4 2.2 45 9 5 2.5

1000 20 5.6 3.4 2.2 29 6.6 4.4 2.4 65 13 5 2.5

2000 40 3.8 4.5 2.5 48 11 4.4 2.4 96 12 e 2.6

3000 - - - - 96 12 8 2.6 120 15 8 2.8

4000 - - - - 120 15 8 2.B 144 18 8 2.8

Not: 1 . Bu ölçüler ısıtılmayan veya soğutulmayan havuz makina daireleri içindir. Isı santrali, klima cihazı, su soğutma cihazları dahil değil. 2. Denge tankı alanını da ilave etmek gerekir.

7

3. Makina dairesi ve galerilerde rutubetin etkisini yetmek amacı içki pencere, kanal,

kuranglez gibi imkanları kullanarak havalandırılmalıdır,

4. Makina dairesi çok iyi, galeriler de yeterince aydınlatıl-malıdır.

5. Pompalar, elektrik tabloları, lamba ve transformatörler hatta havuzun betonarme

demirleri elektrik kaçaklarına karşı topraklanmalıdır.

6. Havuzun doldurulması ve eksilen suyun ikmali:

a. Şehir suyu, artezyen, kuyu, nehir ve göllerden tatlı su ile,

b. Deniz suyu ile (tuzlu su)

Havuzlar ilk defa doldurulurken su filtreden geçirilir. Bilahare eksilen su denge

tankına veya skimmere bir otomatik şamandıra ile alınır,

Şekil 3.

7. Havuzun boşaltılması:

Havuzlarda ideal olarak istenilen şekil havuzun dip vanası açıldığında suyun kanala

tabii olarak akmasıdır. Makina dairesinde üstü açık olarak inşa edilecek bir rogar doğrudan

kanalizasyona bağlı ise: a. Havuzun boşaltma suyu,

b. Filtrenin ters olarak yıkanması sırasında akıtılacak büyükçe miktardaki su,

c. Makina dairesindeki sızıntı suları bu rögarda toplanıp kanala gidecektir.

Makina dairesindeki rögar tabii akışa sahip değilse, yapılacak iş rögara bir pis su

pompası koyarak suyu Ötedeki ve yukarı kottaki başka bir kanala sevk etmektir.

8

YÜZME HAVUZU VE ÇEVRESİNDE CAN EMNİYETİ İÇİN KURALLAR

1. Yüzme havuzu çevresi ve güneşlenme alanlarında tatmayı önleyici zemin kaplama

malzemesi kullanılacaktır

2. Yüzme havuz içerisinde ve çevresinde köşeler ovalleştirilecek ve emniyet

basamakları yapılacaktır. Havuzun en sığ yerinde ve derinliğin değiştiği her kademede

derinlik belirtilecektir.

3. Yüzme havuzu ve suyunun devamlı temizliğini sağlayan mekanik ve kimyasal

arıtma tesisi ile birlikte havuz suyunun boşaltma sisteminde gerekli Önlemler devamlı olarak

alınacaktır.

Havuzun tahliyesi sırasında ve havuzda suyun normal seviye altında bulunması veya

hiç su olmaması durumunda havuzun kullanılmaması İçin havuz etrafında girişi önleyici

mimari tedbirler alınmalıdır.

Şekil 4. Skimmer

9

Şekil 5. Yüzme Havuzu Planı

10

Şekil 6. Yüzme Havuzu Mekanik Tesisatı

Şekil 7. Makine Dairesinde Tabii Giderli Rögar Mevcut Değil İse Denge Tankı Girişi

Havuz Gezinti Alanındaki Menholden Olacaktır.

11

Şekil 8. Traverten Havuz Taşma Detayı

Şekil 9. Havuz Taşma Detayı Seramik Bordürlü Dalga Söndüren Tip

Şekil 10. Havuzlarda Tipik Bir Kesit ve yapılacak İşler

12

4. Yüzme ve süs havuzlarının çevresi geceleri aydınlatılacak ve güvenlik altına

alınacaktır. Yüzme havuzunun aydınlatılmasında zayıf akımlı (tercihen 12 volt) enerji kulla-

nılacaktır.

5. Umuma ait ve turistik tesislerdeki yüzme havuzlarında çocuklar için 35 cm

derinliğinde ayrı bir çocuk havuzu gerçekleştirilmelidir.

6. Yüzme havuzu bulunan tesislerde anında müdahale yapılabilmesinin teinini için ilk

yardım odası yapılmalıdır.

7. Isıtmalı kapalı yüzme havuzları ile termal havuzlarda su sıcaklığı uygun yerlerde

belirtilecektir.

ELEKTRİK TESİSATI

1. Havuzdaki pompalar, basınçlı hava kompresörü 220/380 V ile beslenmelidir.

2. Sualtı aydınlatma lambaları 12 - 24 volttun Sualtı lambaları 50 - 150 - 300 AVatt

seçilebilir. Genellikle 300 W lambalar tercih edilmektedir. 300 W lambalar çok iyi bir

aydınlatma için 4 metre, iyi bir aydınlatma için .S metrede bir aralıklarla yerleştirilmelidir.

3. Havuzlarda elektrik kaçağına karşı çok etkin tedbirler alınmalıdır. Çok ciddi bir

topraklama hattı çekilmeli ve tüm motor, tablo ve elektrikli cihazlar buna bağlanmalıdır.

4. Transformatörler müstakil sigortalarla emniyete alınmalıdır. 12 Vile çalışan

lambaların transformatörleri lambanın çok yakınına konulmalı veya çok az sayıda lambanın

bir arada yakılabilmesi ya da her lambanın müstakilen kumanda edilebilmesi tercih

edilmelidir,

HAVUZUN İNŞAAT VE MALİYETİNİN % OLARAK DÖKÜMÜ

Plan, tasarım ve hafriyat 5

Betonarme demiri 5

Betonarme döşeme 15

Betonarme perde (duvarlar) 20

Boru tesisatı 15

Seramik, BTB - vinil kaplama 10

Havuz kenarı ve yakın çevresi platform malzemesi 5

Filtre malzemesi 15

Havuzun muhtelif bitim işleri 7

Testler ve işletmeye alma 3

Toplam %100

13

YÜZME HAVUZU SUYU ISITILMASI İÇİN ISI DEĞİŞTİRİCİ SEÇİMİ

Yüzme havuzu ısıtılması için plakalı ısı değiştirgeci seçiminde, tüm havuzun

ısıtılmasından çok, yenilenen suyun ısıtılması ve bazı ısı kayıplarının karşılanması için

gerekli enerji miktarları dikkate alınır. Sıcaklık dengesinin kurulması için gerekli süre ise 24

saatten az olmamalıdır. Isı kayıplarına bağlı olarak ölçülendirilen plakalı ısı değiştirgecinin,

havuz su sıcaklığını istenilen değere çıkarma süresi ayrıca kontrol edilmelidir.

Tablo 6.

Havuz suyunun yenilenmesi gereği oluşan ısı kayıpları aşağıda verildiği gibi

sıralanabilir;

1. Su yüzeyinden buharlaşma kaybı.

2. Taşan su ve nemli yüzeylerden buharlaşma kaybı.

3. Taşınım ve ışınım ile hava ve çevreye kayıplar.

Su sıcaklığı (Ts) Doyma Basıncı (Pt)

C Kg/cm!

22 0.02723 0.02924 0.03025 0.03226 0-03427 0-03628 0.03329 0.041

Hava Sıcaklığı ve Nem (Th) (RH)

Kısmî Buhar Basıncı (Pp)

C % Kg/cm'24 50 0,01526 50 0.01728 50 001930 50 0.02224 70 0,02126 70 0.02428 70 0.027M 70 0.030

14

4. 1. ve 2. kısımdaki nedenlerden dolayı kaybolan suyun tamamlanması esnasında

gerekli ısı.

5. insan sağlığı için havuz suyunun belirli bir oranda değiştirilmesi esnasında

yenilenen miktardaki suyun, havuz su sıcaklığına yükseltilmesi için gerekli ısı.

Buharlaşma, havuz suyu sıcaklığında buhar doyma basıncı ile ortam havası kısmi

buhar basıncı arasındaki farka bağlıdır. Ara değerler interpolasyon ile elde edilebileceği gibi

buhar tablolarından da bulunabilir. Aşağıda yüzme havuzu suyunun ısıtılması amacıyla

gerekli ısı enerjisi miktarını hesaplamak için yeterli yaklaşımı yapılabilecek eşitlik

verilmiştir.

Q = FA.S.(Pl-Pp) Burada;

Q:Isıyükü(kCal/h)

FA: Çevre faktörü

Kapalı yüzme havuzu için,

FA = 8500 Örtülü yüzme havuzu için,

FA - 24000 Açık yüzme havuzu için,

FA = 30000 S ; Havuz yüzey alanı (nr)

Pt: Havuz suyu sıcaklığında buhar doyma basıncı (kg/cm)

Pp : Ortam havası kısmi buhar basıncı (kg/cm²).

Örnek:

Kapalı yüzme havuzu FA = 8500

Havuz yüzey alanı S = 400 m2

Su sıcaklığı Ts = 20°C........

Pt = 0,034 kg/0cm²

Çevre şartları Th = 28°C RH - %70........

Pp = 0.027 kg/cm²

Buna göre ısı gereksinimi,

Q = 8500.400. (0,034-0,027)

Q = 23800 kCal/h bulunur.

Daha sonra bu ısı yükünü karalayacak özelliklerde plakalı ısı değiştirgeci seçilir.

Tablolar, 25 0C havuz suyu sıcaklığına göre hazırlanma olup ısı değiştirgecinin ısıtma

suyu devresindeki basınç düşümü 3 mSS'dur.

15

Isıtma Suyu Giriş / Çıkış Sıcaklıkları (C)

TIP 50/40 55/43 60/45 65/58 70/51 75/54 80/56 85/59 90/62

RS42/1 1 17 24 26 30 35 40 43 45 SG

RS42/15 29 34 41 45 50 58 62 70 76S

RS42/21 42 51 58 63 77 83 94 103 112

RS42/25 50 61 70 80 92 104 113 124 138

RS42/31 63 76 89 102 119 131 146 161 173

RS42/39 77 93 106 124 141 156 172 1S9 21 C

Isıtma Suyu Giriş / Çıkış Sıcaklıkları (C)

TİP 50/42 55/45 60/48 65/52 70/55 75/58 30/61 85/64 90/67

Fi S1 50/21 130 1B3 226 252 287 321 365 3B2 425

RS15Û/31 239 236 338 356 451 504 556 603 695

RS1 50/41 321 400 460 543 608 677 747 825 911

R S1 50/51 399 436 586 634 755 S59 955 1050 1155

Tablo 7. Plakalı Isı Değiştirgeci Kapasitesi (*1000 kCal/h)

MALZEMELERİN ISISAL ÖZELLİKLERİ

ISIL GENLEŞME

Malzemelerin sadece ısı etkisiyle boyut değiştirmesi olayına mi genleşme veya

dilatasyon denir. Nedeni, atomların O K {= - 273,15 0C) sıcaklığının (mutfak sıfır noktası)

üzerine çıkıldığında titreşmeye başlaması ve artan sıcaklıkla bu titreşiminlerin genliğinin

artmasından kaynaklanan daha fazla birbirlerinden u/aklaşmalarıdır. O K'de atomları

16

hareketsiz, olarak düşünmek mümkündür, Fakat sıcaklığın en küçük artışıyla atom

hareketliliği başlar. Her atom kendine özgü bir frekansla titreşir. Sıcaklığın artmasıyla bu öz

frekans değişmez, fakat titreşim genliği artar. Artan genlik, atomların arasındaki ortalama

uzaklığı da artırır. Kristal yapılı malzemelerde kafes parametreleri değişir.

Isıl genleşme miktarı malzemeden malzemeye değişir, Her malzeme farklı atom

yapısına sahip olduğu için atomlarının arasındaki açıklık da farktı olacaktır.

Şekil 11. Malzemelerin Göreceli Olarak Isıl Genleşme Miktarları

Isıl genleşme miktarları LT ise, ısıl genleşme oranı ET = LT/ L0 olur. Isıl

genleşme oranı sıcaklık artışıyla -genelde doğru orantılı olarak değişir. ET- T

LT/ L0 = T ( a lineer ısıl genleşme katsayısı) Lineer ısıl genleşme katsayısı a, O

K'de sıfır değerindedir. Ayrıca a. iç litresini frekansının, ergime sıcaklığının ve genci

sıcaklığın bir fonksiyonudur. Bir malzeme değeridir, her ulaşım için ayrı bir ısıl genleşme

katsayısı mevcuttur.

= f{T, I / TE , iç titredim frekansı)

Lt = L0 (1 + T)

Burada L0 malzemenin başlangıçtaki boyu LT ise aynı malzemenin AT kadar

ısıtıldıktan sonraki boyudur.

17

Şekil 12.Isıl genleşme katsayısı metallerde sıcaklıkla doğru orantılı olarak artar (a) ve

ergine sıcaklığı yüksek olan metallerin ısıl genleşme katsayısı küçüktür (b).

Isıl genleşme katsayısı , kübik hacim merkezli veya kübik yüzey merkezli

metallerde İzotrop olarak nitelendirilebilir, yani her kafes yönünde aynı değerdedir Buna

karşılık sıkı düzenli heksagonal kafes sistemine sahip melallerde kafes yönüne bağlı olarak

önemli farklılıklar gösterebilir. Çinkoda:

C ekseni yönünde = 64-l06 l/K ve ona dik yönde - 14-10-6 l/K olmaktadır.Isıl

genleşmeler faz dönüşümlerinden de etkilenir.

Şekil 13. Demirin Isıl Genleşme Miktarlarının Kırklıkta Değimimi

Malzemelerin ısıl genleşmeleri sadece uzunluk yönünde olmaz. Dilatametre denen

aletlerle ölçülen genleşmeler her yönde olacaktır. Bu durumda kübik ısıl genleşme katsayısı

geçerli olacaktır. =3 alındığında AT sıcaklık artışıyla olan hacimsel genleşme kübik kafes

sistemi olan metallerde:

AV = VT- V0 ve VT = V0 (1+ T) = L3 (1+3 AT)

Genel olmak metallerde 0K ile ergime sıcaklığı TE arasındaki hacimsel ısıl genleşme

yaklaşık olarak % 7 kadardır:

[(VTE – V0K) / V0K] . 100 %7

Lineer ısıl genleşme katsayısı 'nın bütün sıcaklık bölgelerini kapsayan alanda

lineer olmadığı, sadece lineer olmadığı, sadece kısa sıcaklık bölgelerinde lineer klikleri sabit

bir değerde olabileceği dikkate alınmak durumundadır. kısa sıcaktık bölgeleri ancak 100 –

200 0C gibi aralıklar olabilir. Daha geniş alanlar için parabolik bir formül kullanılması

gerekir.

Çizelge 1. Bazı Malzemelerin Isıl Genleşme Katsayıları

Malzeme Isıl Genleşme Malzeme Isıl Genleşme

18

Katsayısı Katsayısı Pb 29 . 10-6 1/K FeNi36 1.2 . 10-6 1/KAl 24 . 10-6 1/K Kuvars 0.5 . 10-6 1/KCu 16.5 . 10-6 1/K Al2O3 1.5 . 10-6 1/KFe Borcam 3.6 . 10-6 1/K

Şekil 14. Yumuşak tavlanmış Fe-Ni alaşımlarının oda sıcaklığındaki ısıl genleşme

katsayıları

Şekil 15. Alaşımlar çelik ve Fe-Ni alaşımlarının ısıl genleşme katsayılarının sıcaklıkta

değişimi

ISI İLETKENLİĞİ

Özgül ısı iletkenliği, iki ucu arasında l K sıcaklık fark] olduğunda» dolayı l in

uzunluğunda ve l in2 kesit alanına sahip olan malzemeden 1+ saniye içinde geçen ısı

miktarıdır. Genelde A. ile gösterilir. Birimi (W/m.K)dır.

Özgül elektrik iletkenliği ile özgül ısı iletkenliği arasında Wiedemann-Franz

Kanunu:

19

/K = ²/v (k/e)² T = LT ile ifade edilen bir ilişki vardır. Burada

= özgül ısı iletkenliği

K = özgül elektrik iletkenliği

= 3.14 (sabit bir değer)

e = 1.60203 . 10-19 As (sabit bir değer) ayrıca

k = Boltzmann sabiti = 1,38054 . 10 –23 J/K.

L = Lorenz sayısı = ²/3 (k/e)² ve T ise sıcaklığı ifade eder.

Esasen Wiedemenn-Franz Kanunu’nun ifadesi; - K T şeklindedir, yani metallerde ısı

iletkenliği doğru orantıdır ve sıcaklık tarafından etkilenir. İyi bir elektrik iletkeni aynı

zamanda iyi bir ısı iletkenidir.

Burada Lorenz sayısı orantılılık katsayısı olmaktadır Elektrik iletkenliği ile ısı

iletkenliğinin bu şekilde ilintili olmasının nedeni yük taşıyıcılarının aynı olmasından

kaynaklanmaktadır. Her iki halde de bir enerji iletimi söz konusudur ve uyarılmış bu enerji

serbest elektronlar yardımıyla transfer edilir. Yarı iletkenlerde ve yalıtkanlarda ısı iletimi

kafes titreşimleri yardımıyla daha zor bir şekilde gerçekleşir. Kafes sistemi bulunmayan

amorf yapılı metal olmayan sıvı ve katılarda ise ne serbest elektron bulunur, ne de Titreşime

geçen kafes ağı.

Burada iletim ancak atom veya molekül titreşimleriyle olabilir. Düşük değerleri ısı

izolatörleri için kullanılmalı, değeri yüksek olan elektrik izolatörlerinde ise bu özellik oluşan

fazda ısıyı soğutmada değerlendirilmelidir.

Çizelge 2. Daha Yüksek veya Daha Düşük Isı İletkenliği Olan Malzemeler

Çizelge 3. Bazı metal, yarı metal (yarı iletken) ve yalıtkanların özgül ısı iletkenlikleri

Isı iletkenliği yüksek Isı iletkenliği düşükSaf metal Alaşımlı metalKristalli yapı Amorf yapıBasit malzeme Kompleks malzeme (birleştirilmiş,

metal, plastik kompozit, vb.)İri taneli yapı İnce taneli yapı

Metaller Plastikler

20

21